基于响应曲面法的电力开关柜脉动热管散热参数优化研究

摘要

为提高电力开关柜母线的散热能力，在电力开关柜B相母线表面加装直径为2 mm圆形脉动热管，以脉动热管充液率、通风进口风速和母线负载电流作为变量，采用中心复合设计法进行散热优化实验。基于实验结果，通过多元线性回归建立母线表面平均温度与影响因素的函数关系，并利用响应曲面法模拟分析各因素交互作用的影响规律，优化脉动热管散热参数，最后通过温升实验验证响应曲面法预测结果的准确性。结果表明：通风进口风速、母线负载电流以及两者的交互作用对母线表面温度的影响显著；最优工况为负载电流853 A、通风进口风速1.7 m/s、脉动热管充液率50%，此时母线表面平均温度最低，脉动热管散热效果最佳；温升实验数据均在响应曲面95%置信区间内，验证了响应曲面法预测结果的可靠性。

关键词

电力开关柜 / 母线散热 / 脉动热管 / 温升优化 / 响应曲面法 / 复合实验设计 / 热管理 / 传热强化